DE19856103C2 - Fertigungsanlage zur Bearbeitung von Bauteilen sowie Verfahren zur Erhöhung der Ausbringung bei einer derartigen Anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zur Bearbeitung von Kleinbauteilen, insbesondere elektrischen Bauteilen, mit einer Bearbeitungsstation und einem Transportsystem, welches die zu bearbeitenden Bauteile in einen Bearbei­ tungsbereich hineinbewegt und nach erfolgter Bearbeitung wieder herausbe­ wegt, wobei in der Bearbeitungsstation zumindest zwei Bauteile in ihrem Bear­ beitungsbereich angeordnet sind.

Eine derartige Fertigungsanlage ist zum Beispiel aus der EP 0 512 126 B1 be­ kannt. Als Transportsystem wird ein gestreckter Förderer verwendet, in wel­ chem die Kleinbauteile in einer Reihe angeordnet sind. Jeweils ein Bauteil be­ findet sich in der Bearbeitungsposition. Nach Beendigung der Bearbeitung wird der Förderer über eine Vorschubeinrichtung um ein Bauteil verfahren, so daß die Bearbeitung am nächsten Bauteil erfolgen kann. Während der Bearbeitung kann ein Wechsel eines anderen Bauteils auf dem Förderer stattfinden.

Derartige Fertigungsanlagen haben den Nachteil, daß die Bearbeitungsstation während dem Vorschub des Transportsystems stillsteht und sich somit eine relativ geringe Taktzeit der gesamten Fertigungsanlage ergibt.

Zur Verringerung der Taktzeit von derartigen Anlagen sind bisher folgende Maßnahmen bekannt:
Die Bewegungsabläufe wurden auf höhere Geschwindigkeiten getrimmt, was jedoch zu immer aufwendigeren Endladedämpfungen und erhöhtem Verschleiß führte.

Desweiteren wurden die Einrichtungen so aufgebaut, daß durch möglichst kur­ ze Wege Zeitverkürzungen erreicht wurden. Dies führte jedoch zu einer sehr dichten und somit schwer zugänglichen und wartbaren Bauweise.

Eine weitere Maßnahme ist, an jedem Transportsystem zwei Bearbeitungssta­ tionen anzuordnen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß bei Bearbeitungsstatio­ nen mit von Bauteil zu Bauteil unterschiedlichen Bearbeitungszeiten stets die­ jenige Bearbeitungsstation die Taktzeit bestimmt, welche für das zu bearbei­ tende Bauteil die größere Bearbeitungszeit benötigt. Außerdem verdoppeln sich nahezu die Anlagekosten, da zwei Bearbeitungsstationen benötigt werden.

Aus der DE 44 45 563 C2 ist eine Fertigungsanlage bekannt, die mit zwei Robo­ tern ausgestattet ist. Jedem Roboter ist ein eigener Bearbeitungsbereich zuge­ ordnet, und darüber hinaus noch ein weiterer Arbeitsbereich. Dieser weitere Arbeitsbereich wird von beiden Robotern gemeinsam benutzt, ist also ein überlappter Arbeitsbereich. Hierdurch sollen die Bearbeitungszeiten gesenkt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der oben genannten Ferti­ gungsanlage die Ausbringung zu erhöhen, ohne daß die Anlagekosten we­ sentlich steigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Bauteile, die in dem Trans­ portsystem in Reihe aufgenommen sind, die zumindest zwei in dem Bearbei­ tungsbereich angeordnete Bauteile über das Transportsystem voneinander un­ abhängig in den Bearbeitungsbereich hinein beziehungsweise hinausbewegbar und von der Bearbeitungsstation abwechselnd bearbeitbar sind, gelöst.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe bei einer derartigen Anlage dadurch gelöst, daß die Bearbeitung des einen Bauteils während der Bewegung des anderen Bauteils durch das Transportsystem erfolgt.

Der Grundgedanke der Erfindung ist es, sehr teure Bearbeitungsstationen, wie zum Beispiel Prüfgeräte oder Laser zu 100% einzusetzen und diese nicht wäh­ rend der Nebenzeiten ungenutzt zu lassen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich ein einziger Bear­ beitungsbereich über zumindest zwei Bauteile. Diese zwei Bauteile können über das Transportsystem unabhängig voneinander verfahren werden, so daß die Bearbeitung jeweils im Bereich des gerade ruhenden Bauteils erfolgen kann.

Das Transportsystem besteht gemäß einer Ausführungsvariante aus zwei parallelen stabförmigen Magazinen, welche über zwei getrennte Antriebsrollen bewegbar sind.

In einer anderen Ausführungsvariante besteht das Transportsy­ stem aus einer Formkette, welche die einzelnen Bauteile in ihren Kettengliedern aufnimmt, wobei die Formkette über zwei getrennt ansteuerbare Antriebsrollen in Form einer Schlaufe geführt ist und nur im oberen Bereich auf den Antriebsrollen aufliegt. Der untere Teil der Schlaufe hängt frei durch und verlängert sich bei Vorschub durch die erste Rolle und ver­ kürzt sich bei Vorschub durch die zweite Rolle.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, an der Bearbeitungsstation zwei getrennte Bearbeitungsbereiche auszubilden, welche abwechselnd zur Bearbeitung ansteuerbar sind. Das Transportsystem besteht in diesem Fall vorzugsweise aus einer Formkette, welche über getrennt ansteuerbare An­ triebsrollen durch die Bearbeitungsbereiche führt, wobei ein Teil der Länge der Formkette zwischen den Antriebsrollen, zum Beispiel in Form einer durchhängenden Schlaufe, gespeichert ist.

Ebenso kann das Transportsystem auch aus zwei stabförmigen Magazinen bestehen, welche durch die jeweiligen Bearbeitungs­ bereiche geführt sind.

Besonders vorteilhaft ist es die Bewegung des Transportsy­ stems durch das Ende der Bearbeitung zu steuern. Hierdurch wird eine Auslastung der Bearbeitungsstationen von nahezu 100 % erzielt.

Bei Bearbeitungsvorgängen mit immer gleichbleibenden Bearbei­ tungszeiten kann der Vorschubtakt auf den Bearbeitungstakt der Bearbeitungsstation abgestimmt werden und somit eine Steuerung entfallen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand dreier in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer schematisierten Fertigungs­ anlage mit stabförmigen Magazinen als Transportsy­ stem;

Fig. 2 die Ansicht aus Fig. 1 mit einer Formkette als Transportsystem; und

Fig. 3 eine Seitenansicht einer schematisierten Fertigungs­ anlage mit zwei Bearbeitungsbereichen.

Fig. 1 zeigt in Schrägansicht die schematisierte Darstellung einer Fertigungsanlage. Diese Anlage besteht aus einer Bear­ beitungsstation 1 sowie einem Transportsystem 2. Das Trans­ portsystem 2 weist zwei stabförmige Magazine 3 und 4 auf, in welchen jeweils in Reihe angeordnete Kleinbauteile 5 angeord­ net sind. Das Transportsystem 2 umfaßt desweiteren zwei An­ triebsrollen 6 und 7, welche die Vorschubeinrichtung für die Magazine 3 und 4 bilden und jeweils an der Unterseite dieser Magazine angreifen. Die beiden Magazine 3 und 4 sind parallel zueinander angeordnet und zur Bearbeitung der Bauteile 5 in Längsrichtung durch einen Bearbeitungsbereich 8 bewegt, wel­ cher sich so über die beiden Magazine 3 und 4 erstreckt, daß sich jeweils ein Bauteil 5 im Bearbeitungsbereich 8 befindet.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine Laserbe­ schriftungsanlage von elektrischen Bauteilen, wie zum Bei­ spiel Relais. Ist der Laser mit dem Beschriften des Bauteils 5a im Magazin 3 fertig, fährt er automatisch am Bauteil 5b im Magazin 4 fort. Während der Beschriftung des Bauteils 5b im Magazin 4 wird das Magazin 3 über die Antriebsrolle 6 in ein­ gezeichneter Pfeilrichtung um ein Bauteil 5 verschoben, so daß im Bearbeitungsbereich 8 nach vollendetem Vorschub auf der Seite des Magazins 3 wieder ein unbeschriftetes Bauteil positioniert ist. Nach dem Ende der Beschriftung des Bauteils 5b fährt der Laser wieder auf der Seite des Magazins 3 mit der Beschriftung des neu eingeführten unbeschrifteten Bau­ teils 5a fort.

Dadurch, daß über das Transportsystem 2 voneinander unabhän­ gig zwei Bauteile in den Bearbeitungsbereich 8 hinein bzw. nach vollendeter Bearbeitung heraus bewegt werden können, ist die Bearbeitungsstation 1 auch während der Vorschubbewegung der einzelnen stabförmigen Magazine 3 und 4 ausgelastet.

In Fig. 2 ist die Fertigungsanlage gemäß Fig. 1 darge­ stellt, wobei das Transportsystem 2 anstatt der stabförmigen Magazine 3 und 4 eine Formkette 9 aufweist, in deren Ketten­ gliedern jeweils die zu bearbeitenden Bauteile 5 aufgenommen sind. Die Formkette 9 ist in Form einer Schlaufe 10 über die beiden Antriebsrollen 7 und 6 geführt, wobei die Formkette im oberen Teil der Schlaufe 10 auf den Antriebsrollen 7 und 6 aufliegt und im unteren Teil der Schlaufe von diesen über ei­ ne Länge von mehreren Kettengliedern beabstandet ist. Die An­ triebsrollen 6 und 7 greifen an der Unterseite der Formkette 9 an und bilden die Vorschubeinrichtung für den jeweiligen Teil der Formkette 9. Auf der Oberseite der Antriebsrollen 6 und 7 verlaufen die Abschnitte der Formkette 9 parallel und sind so positioniert, daß im Bearbeitungsbereich 8 jeweils ein Bauelement 5a bzw. 5b liegt.

Auf der Seite der Antriebsrolle 7 erfolgt die Bearbeitung nur an jedem zweiten Bauteil. Diese Bauteile sind mit einem A ge­ kennzeichnet. Ist die Bearbeitung an dem Bauteil 5b im Bear­ beitungsbereich 8 beendet, fährt der Laser mit der Bearbei­ tung des Bauteils 5a oberhalb der Antriebsrolle 6 fort. Die Antriebsrolle 7 verfährt während der Beschriftung des Bau­ teils 5a die Formkette 9 um zwei Bauteile, so daß wieder ein Bauteil mit der Kennzeichnung A in den Bearbeitungsbereich 8 gelangt.

Ist der Laser mit der Beschriftung des Bauteils 5a oberhalb der Antriebsrolle 6 fertig, fährt er zum neuen Bauteil 5b oberhalb der Antriebsrolle 7. Währenddessen wird der zweite Teil der Formkette 9 durch die Antriebsrolle 6 ebenfalls um zwei Bauteile verfahren, so daß ein noch nicht beschriftetes Bauteil in den Bearbeitungsbereich 8 gelangt.

Dadurch, daß die Schlaufe 10 an der Unterseite über eine Län­ ge von mehreren Kettengliedern von den Antriebsrollen 6 und 7 beabstandet ist, wird die Längenänderung der Schlaufe 10 le­ diglich durch ein Heben und Senken des unteren Teiles der Schlaufe 10 abgepuffert.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Aus­ führungsform der Erfindung.

In dieser Ausführungsform weist die Bearbeitungsstation 1 zwei getrennte Bearbeitungsbereiche 8a und 8b auf, welche ab­ wechselnd zur Bearbeitung der Bauteile 5 angesteuert werden können. Das Transportsystem 2 besteht bei dieser Variante aus einer Formkette 9, welche über zwei in Reihe angeordnete An­ triebsrollen 6 und 7 geführt ist. Zwischen den Antriebsrollen 6 und 7 hängt die Formkette 9 in Form einer U-förmigen Schlaufe 11 durch.

Die Bearbeitungsstation 1 weist pro Bearbeitungsbereich 8a bzw. 8b ein Werkzeug 12a bzw. 12b auf. Erfolgt die Bearbei­ tung des Bauteils 5a im Bearbeitungsbereich 8a durch das Werkzeug 12a, so wird in dieser Zeit über die Antriebsrolle 7 das bereits bearbeitete Bauteil 5b aus dem Bearbeitungsbe­ reich 8b verfahren. Der Vorschub beträgt jeweils zwei Bautei­ le, da die dazwischenliegenden Bauteile (mit x an der Form­ kette gekennzeichnet) bereits in der vorhergehenden Bearbei­ tungsstation behandelt wurden. Bei diesem Vorschub durch die Antriebsrolle 7 hebt sich die U-förmige Schlaufe 11 der Form­ kette 9, wodurch die unterschiedliche Anzahl der Kettenglie­ der zwischen den Bearbeitungsbereichen 8a und 8b ausgeglichen wird.

Ist die Bearbeitung im Bearbeitungsbereich 8a beendet, ist das Werkzeug 12a im geöffneten Zustand, woraufhin die Bear­ beitungsstation 1 den Bearbeitungsbereich 8b und somit das Werkzeug 12b ansteuert. Das Werkzeug 12b schließt sich und beginnt mit der Bearbeitung des neu eingeführten Bauteiles 5b. In dieser Zeit wir über die Antriebsrolle 6 die Formkette 9 wieder um zwei Bauteile 5 verfahren, woraufhin sich die U- förmige Schlaufe 11 der Formkette 9 wieder senkt.

Das dargestellte Beispiel betrifft das Überprüfen von Relais, wobei die Bearbeitungsstation 1 das Prüfgerät und die Werk­ zeuge 12a und 12b die Adapter zur Überprüfung der Relais 5 darstellen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsfor­ men beschränkt, so ist es auch möglich, für zwei getrennte Bearbeitungsbereiche 8a und 8b als Transportsystem parallel geführte stabförmige Magazine, wie in Fig. 1 dargestellt, einzusetzen.

Claims (10)

1. Fertigungsanlage zur Bearbeitung von Kleinbauteilen (5), insbesondere elektrischen Bauteilen, mit einer Bearbeitungs­ station (1) und einen Transportsystem (2), welches die zu be­ arbeiteten Bauteile (5) in einen Bearbeitungsbereich (8, 8a, 8b) hineinbewegt und nach erfolgter Bearbeitung wieder aus diesem herausbewegt, wobei in der Bearbeitungsstation (1) zu­ mindest zwei Bauteile (5a, 5b) in ihrem Bearbeitungsbereich (8, 8a, 8b) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile in dem Transportsystem in Reihe aufgenommen sind, die zumindest zwei in den Bearbeitungsbereich (8, 8a, 8b) angeordneten Bauteile (5a, 5b) über das Transportsystem (2) voneinander unabhängig in den Bearbeitungsbereich hinein beziehungsweise hinausbewegbar und von der Bearbeitungsstati­ on abwechselnd bearbeitbar sind.

2. Fertigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein einziger Bearbeitungsbereich (8) über zumindest zwei Bauteile (5a, 5b) erstreckt.

3. Fertigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Bearbeitungsbereiche (8a, 8b) vorgesehen sind, welche abwechselnd zur Bearbeitung ansteuerbar sind.

4. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportsystem (2) stabförmige Magazine (3, 4) zur Aufnahme der Bauteile (5) aufweist.

5. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportsystem (2) eine Formkette (9) aufweist, in deren Kettenglieder die einzelnen Bauteile (5) aufgenommen sind.

6. Fertigungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportsystem (2) zwei unabhängig voneinander ange­ triebene Vorschubeinrichtungen (6, 7) aufweist.

7. Fertigungsanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkette (9) über zumindest zwei parallele und ge­ trennt angetriebene Antriebsrollen (6, 7) in Form einer Schlaufe (10) geführt ist und nur im oberen Bereich auf den Antriebsrollen (6, 7) aufliegt, so daß zwei Bauteile (5a, 5b) im wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind.

8. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkette (9) über zumindest zwei hintereinander an­ geordnete und getrennt angetriebene Antriebsrollen (6, 7) ge­ führt ist und dazwischen ein Teil der Formkette (9) z. B. über eine durchhängende U-förmige Schlaufe (11) gespeichert ist.

9. Fertigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Transportsystems (2) durch das Ende der Bearbeitung gesteuert ist.

10. Verfahren zur Erhöhung der Ausbringung bei einer Ferti­ gungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, die Bearbeitung des einen Bauteils während der Bewegung des anderen Bauteils durch das Transportsystem (2) erfolgt.